Le territoire de la commune de Verdun-sur-le-Doubs s'étend sur la rive gauche de la Saône qui lui sert de limite communale avec Bragny-sur-Saône et Allerey-sur-Saône. La ville se trouve au confluent du Doubs et de la Saône, qui devient alors "grande Saône". La ville occupe historiquement une île bordée par le Doubs avant de s'étendre de l'autre côté du Petit Doubs (faubourg Saint-Jean).

Cette situation particulièrement favorable, à la croisée des voies fluviales et terrestres, a permis de développer très tôt une économie fluviale (notamment au niveau du Petit Chauvort, ancien gué). Au 18e siècle, T. Dumorey rappelle que les ports de Bragny, de Verdun et des Bordes sont très fréquentés et que l'on y charge de nombreuses marchandises, excepté des fers. Le port des Bordes est spécialisé dans le chargement des matériaux en terre cuite provenant des nombreuses tuileries établies sur le territoire de la commune. Courtépée ne manque pas d'en vanter les mérites : "la tuilerie de Verdun, fort renommée, parait avoir été la première en Bourgogne", fournissant ainsi les châteaux et hôtels particuliers de la province. Il dénombre 12 tuileries (6 en 1740) employant plus de 150 ouvriers. F. Richard précise à ce titre que le Doubs et la Saône permettent dès les 15e et 16e siècles de desservir la région lyonnaise. La carte d'État-Major en fait également mention. Les marchandises produites transitaient par voie fluviale : au port Lapierre, en amont de Verdun, ou au port des Bordes, à proximité du bac. Deux fois par an les cendres, provenant des tuileries et destinées à faire la lessive, étaient vendues. Cette activité tuilière a connu son apogée aux 17e et 18e siècles, mais il n'en reste plus aucun bâtiment aujourd'hui.

La présence et l'activité de ces deux rivières est aussi à l'origine de nombreuses inondations. Courtépée énumère celles qui eurent lieu au 18e siècle. Pour préserver des inondations, dès le Moyen Âge, des digues et des levées ont été construites et leur entretien a souvent été problématique. En mars 1778, la commune approuve la construction d'un quai sur le Doubs (quai Dupleix) dont les plans ont été dressés par l’ingénieur Gauthey. Les travaux dureront une dizaine d'années : la quai est formé de deux rampes, reliées par un tablier bas.

Franchir et contrôler les rivières est aussi un enjeu important pour une ville comme Verdun, et dès le Moyen Âge, un service de bacs est mis en place sur la Saône à Chauvort et à Bragny, ainsi que sur le Doubs pour desservir le hameau des Bordes. Le trafic de celui de Chauvort est le plus important. Le bac de Bragny servait principalement pour les foires du Ciel et de la Saint-Simon en automne. Les bacs sur la Saône ont été remplacés au 19e siècle par des ponts.

Au début du 19e siècle, l'activité portuaire de Verdun souffre de la concurrence de Chalon-sur-Saône, qui bénéficie en sus du débouché du canal du Centre. Le flottage du bois reste le principal trafic. Si l'arrivée du chemin de fer semble renforcer l'activité portuaire au début, il en devient vite son principal concurrent. Dès 1860, les effets se font sentir sur le commerce fluvial.

L'actuel port de plaisance/halte nautique de Verdun se situe sur le Doubs, en amont de sa confluence avec la Saône. Juste en face, une passerelle relie l'île du Château aux Bordes. Réaménagée en 2005 à partir du jardin qui entourait une villa du 19e siècle, l'île permet de découvrir plusieurs milieux et espèces naturels en lien avec la rivière. Un château médiéval aurait été construit sur l'île ; puis le gouverneur Heliodore de Thiard y aurait fait bâtir un fortin pour améliorer le système défensif de la ville, à la fin du 16e siècle "pour un montant de plus de 3 100 écus" (cf. L. Gourillon). Courtépée indique que le château, détruit en 1479, se situait dans l'île entre la Saône et un bras du Doubs. Les plans du 18e siècle montrent que le château de Verdun est situé sur l'île principale du village (cf. Mouillebouche) ; il s'agirait d'un autre château reconstruit par Louis-Henry de Pons, dans les années 1769-1770, à l'emplacement de l'ancienne porte de Bragny et en remplacement du château édifié par sa mère au début du 18e siècle. Courtépée le décrit comme fort riche comme en témoignent quelques statues ou motifs conservés au musée Denon de Chalon-sur-Saône. Il a été détruit au début du 19e siècle.